浙江仙居抽水蓄能电站装配了大功率水 轮发电机组 ,其蜗壳 的大体积混凝土施工存在温度应力大并造成开 裂 的风险 ,影 响机组正常运行 。为探究蜗壳温度应力 ,对 1机组蜗壳混凝土进行了考虑施工过程 的三维实时仿真 计算 ,对关键位置进行 了应 力分 析 ,提 出施工期降低早期温度应力的建议措施 。 关键词 :仙居抽水蓄能电站 ;蜗壳 ;施工过程 ;三维仿真 中 图分 类 号 :TU528 文 献 标 识 码 :A doi: 10.13244~.cnki.jiwhr.2016.01.005 1 研究背景 在 大体 积 混凝 土 结 构浇 筑 过程 中 ,对 温 度 以及 温 度 应力 的控制 具 有重 要 意 义 。温度 变 化对 结 构 的应 力具 有很 大 的影 响…。大体积 混凝 土 浇筑 完成 后 ,在 固结硬 化过 程 中将会 放 出大量 的水 化热 ,进 而导 致 混凝 土 自身温 度 的 上升 。由 于混 凝 土 的导 热性 能 比较 差 ,结 构 内部 早 期水 化 热产 生 较大 的温 度 梯 度 ,往往 造成 结构 开裂 ,甚 至 出现贯 穿性 裂缝 ,影 响工 程安 全 。 浙 江仙 居 抽水 蓄 能 电站 位 于浙 江 省 仙居 县 湫 山 乡境 内 ,枢 纽工 程 主要 由上 水库 、输 水 系统 、地 下 厂房 、地 面开 关 站及 下 水 库 等建 筑 物组 成 。从 2013年 9月 开 始 主体 工 程混 凝 土浇 筑 ,至 2014年 6 月 已浇 筑 混凝 土方 量 约 8.5万 nl。 电站 1一4机组 将 按 次 序先 后 浇 筑 ,其 蜗 壳结 构 混凝 土浇 筑量 大 , l机 组 首先 浇筑 且浇 筑时 间跨 越夏 、秋 、冬 三 季 ,其 早 期温度 变 化 幅度 较 大 ,引起 的早期 温度 应力 很 可 能 会 造成 严 重 开裂 事 故 。考 虑 到机 组 蜗壳 的重要 性 ,若其 发 生开 裂 影 响整 个 电站 的正 常 运 营 。本 文应 用基 于等 效 时间理 论 的混凝 土非 线性 热传 导 方程 ,借 助 GID有 限元 分析 软件对 仙居 电站 1机组 蜗 壳 大 体 积混 凝 土 的浇 筑 过程 开 展 三维 实 时仿 真 研究 ,结 合理 论 和有 限元手 段 ,计 算 分析 典 型位 置 的 应 力 特征 ,提 出相应 的温控措 施 。 2 理论 基 础 2.1 经 典 的热传 导方 程 2.1.1 热传 导 方程 将 混 凝 土考 虑 成 均匀 、各 向 同性 的 固体 ,其 内部 或表 面 的某 一 点 ,在 某一 瞬 时 的温 度 i ,Y,z,t),考 虑水 泥 的水 化热 作用 ,在 混 凝 土 内部 释 放放 出水 化 热 ,则 依据 Fourier 热 传导 理论 ,可得 到下 列三维 不稳 定 热传 导方程 :
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